Hogetemperatuur-warmtepomp voor miljoenen woningen | Technisch Weekblad
Nieuws

‘Het was echt pionieren. Dit was geen pilot met een systeem dat af was’


Hogetemperatuur-warmtepomp voor miljoenen woningen

Energieleverancier Vattenfall en installatiebedrijf Feenstra brengen in de loop van 2022 een warmtepomp op de markt die cv-ketels één-op-één kan vervangen. De hogetemperatuur-warmtepomp met CO2 als koudemiddel heeft een driemaal hoger rendement dan een cv-ketel, waardoor hij de woning tegen vergelijkbare kosten zou moeten verwarmen. ‘En het mooie is dat de warmtepomp in twee dagen is geïnstalleerd, zonder dat je huis een extreme make-over nodig heeft,’ zegt Wouter Wolfswinkel van Vattenfall.

Nederland telt 2,8 miljoen matig geïsoleerde eengezinswoningen. Als daar morgen de cv-ketel stuk gaat is een keuze voor een gangbare lagetemperatuur-warmtepomp een uitdaging. Om met zo’n warmtepomp die huizen te verwarmen is namelijk eerst betere isolatie nodig en moeten radiatoren bijvoorbeeld vervangen worden door vloerverwarming. Dat is een forse verbouwing met een prijskaartje van circa €25.000. Als de cv-ketel in dit soort huizen – ruim een derde van de woningvoorraad – het begeeft is het dus verleidelijk om toch maar weer een cv-ketel te laten ophangen, waardoor je vrij zeker weet dat je niet voor 2035 van het gas af bent.

Energieleverancier Vattenfall en installatiebedrijf Feenstra denken een oplossing gevonden te hebben om dit soort woningen op korte termijn all electric te maken. Wolfswinkel van Vattenfall en Ramon de Graaff van Feenstra hebben de afgelopen drie jaar verschillende bestaande componenten samengebracht en voorzien van een geavanceerd regelsysteem. De buitenunit van de lucht-water CO2-warmtepomp levert hoge temperatuur warmte, die via een gaskoeler, in plaats van een condensor, wordt overgedragen aan de buffer binnenshuis. Dit soort CO2-warmtepompen van het bedrijf DENSO (een dochter van Toyota) voorzien in Japan al miljoenen huishoudens van warm tapwater.

Het kroonjuweel van de installatie is de inzet van een 230 l groot buffervat als stratificatiebuffer: een warmtebatterij, waarin het cv-water in laagjes met verschillende temperatuur is opgeslagen. Bovenin heet, onderin koud, want een CO2-warmtepomp, werkt optimaal met aanvoerwater van lage temperatuur. ‘s Winters kan de buffer gevuld zijn met maximaal 14 kWh energie-inhoud. Dan zit hij bijna helemaal vol op 85°C. ‘s Zomers hoeft alleen de bovenste 100 l op 65°C graden bewaart te worden om warm tapwater te kunnen leveren. Gaan al die waterlaagjes niet mengen in zo’n vat? ‘Nee, dat is heel stabiel, het duurt dagen voor die gemengd zijn reageert,’ De Graaff.

Al die ‘temperatuurverdiepinkjes’ worden verbonden door een instroombuis die wordt gebruikt om het water uit het afgiftesysteem op de juiste ‘verdieping’ te laten instromen. Daardoor kan het retourwater altijd op het juiste niveau terugstromen in de buffer, of het nu 10°C of 65°C is. Dat gaat automatisch in het retourafgiftesysteem van SOLVIS. De instroombuis bevat openingen die worden afgesloten met siliconenklepjes. De Graaff: ‘Doordat warm water een lager soortelijke dichtheid heeft dan koud water, kan het niet instromen op laagjes met kouder water waar de druk hoger is.’ Om de warmtebatterij optimaal in te zetten is het belangrijk hem op de juiste momenten te ‘laden’ en te ‘ontladen’. ‘De regelstrategie van het systeem is het moeilijkste. Voor dat hele spel heeft Ramon de logica geschreven. Die is cruciaal voor het rendement,’ vertelt Wolfswinkel.

De hogetemperatuur-warmtepomp is niet voor iedere woning de beste oplossing, benadrukken De Graaff en Wolfswinkel. In zeer goed geïsoleerde woningen kan je beter kiezen voor een lagetemperatuur-warmtepomp, want die heeft een 20 à 30% hoger rendement. ‘We zeggen ook absoluut niet dat mensen hun huis niet moeten isoleren,’ waarschuwt De Graaff. Maar het grootste deel van de woningen is niet goed geïsoleerd en heeft een afgiftesysteem dat alleen geschikt is voor hoge aanvoertemperaturen. Daar biedt het nieuwe apparaat de mogelijkheid om nu al over te stappen op een elektrische warmtebron met een mooi rendement en later als er bijvoorbeeld toch een verbouwing plaatsvindt andere verduurzamingsmaatregelen te nemen. ‘Als je nu direct al die woningen voldoende zou moeten isoleren, heb je het met €25.000 per huishouden bovendien over €70 miljard op nationaal niveau.’

Een voordeel van de hogetemperatuur-warmtepomp ten opzichte van een nominale warmtepomp is de het gebruik van het buffervat als warmtebatterij. ‘Daarmee kan je enkele uren de piekvraag invullen.’ zegt Wolfswinkel. ‘Mensen zijn soms bezorgd dat alle kabels zullen smelten als iedereen een warmtepomp neemt. Maar dankzij de bufferfunctie trekt onze warmtepomp maximaal 3 kW, terwijl hij 12 kW aan piekwarmte kan leveren,’ aldus De Graaff. Wolfswinkel: 'Die 3kW kan het net in de regel wel leveren.'

Het afgelopen jaar hebben Vattenfall en Feenstra de hogetemperatuur-warmtepomp getest in 20 rijtjeswoningen van woningbouwcorporatie Woonopmaat in Heemskerk. De huizen uit de jaren ‘70 en ‘80 hadden 6 verschillende typologieën. ‘Er moest dubbel glas in zitten en de spouwmuur moest gevuld zijn. Anders kan je beter je euro’s eerst daarin stoppen,’ zegt Wolfswinkel. ‘Het was echt pionieren. Dit was geen pilot met een systeem dat af was. Wij vinden het dapper van de corporatie en de bewoners dat ze het durfden. Maar nu hebben we een systeem, waarvan we weten dat het in de praktijk goed werkt. Willen we de warmtetransitie laten slagen dan zullen er hogetemperatuur-oplossingen nodig zijn.’

‘Het is wel van groot belang dat het warmteafgiftesysteem goed is ingeregeld. Daar zorgen we voor. En beter inregelen alleen al zorgt voor een toename van het warmtecomfort,’ zegt de Graaff. ‘Deelnemers aan de pilot waren verbaasd over de snelheid waarmee de warmwaterkraan reageerde op het systeem en beseften plotseling dat een cv-ketel geluid maakt, als hij schakelt. Iets wat je pas merkt als het er niet meer is,’ voegt Wolfswinkel toe.

De aanschafkosten van de hogetemperatuur-warmtepomp zullen met 8 à 12 duizend euro hoger liggen dan die van een hr-ketel, maar de beoogde levensduur is met 30 jaar tweemaal zo lang. ‘En met een contract voor groene stoom is het energieverbruik van je huishouden in één klap CO2-neutraal,’ aldus Wolfswinkel. ‘Ons systeem stelt huishoudens en corporaties in staat direct te vergroenen, waarna ze alsnog stap voor stap de isolatie van hun woning kunnen verbeteren. Zo flexibiliseren we de volgordelijkheid van de verduurzaming.’

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!